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JP4378792B2 - Fluid coupling device - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の回転トルクを伝達するための流体継手装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
流体継手(フルードカップリング)は船舶用、産業機械用、自動車用の動力伝達継手として従来から用いられている。流体継手は、原動機である例えばディーゼルエンジンのクランクシャフト(流体継手としての入力軸)に連結されたケーシングと、該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと対向して配設され入力軸と同一軸線上に配置された出力軸に取り付けられたタービンとを具備している。
【0003】
また、上記ケーシングとタービンとの間には、ケーシングとタービンとを摩擦係合するロックアップクラッチを備えた流体継手も提案されている。このロックアップクラッチは、ケーシングとタービンとの間に配設されケーシングとの間に外側室を形成するとともにタービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを備え、流体継手を通して循環する作動流体の内側室側と外側室側との圧力差によってケーシングとタービンとを摩擦係合するように構成されている。
【0004】
上述した流体継手を例えば車両の駆動装置に装備する場合には、一般に摩擦クラッチを介して手動変速機に伝動連結され、また、流体継手が直接自動変速機に伝動連結される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
車両の駆動装置に装備した上記流体継手においては、車両停止状態でエンジンが駆動され変速機の変速ギヤが投入されてる状態、即ち入力軸が回転し出力軸が停止している状態では、その特性上ドラッグトルクを有する。このドラッグトルクは、流体継手の設計点を最大効率となる回転速度比、即ちポンプとタービンとの回転速度比を0.95〜0.98位にとると、かなり大きくなる。ドラッグトルクが大きいと、エンジンのアイドリング運転が著しく不安定となるとともに、この不安定な回転が駆動系に異常振動を発生させる原因となる。また、ドラッグトルクが大きいことにより、アイドリング運転時の燃費が悪化する原因にもなっている。
【0006】
上記ドラッグトルクを下げるためには流体継手を循環せしめる作動流体の圧力を下げることが考えられるが、作動流体の圧力を下げると流体継手への充填効率が低下するために高回転時における伝達トルクも低下してしまう。また、ロックアップクラッチを備えた流体継手においては、ロックアップクラッチの作動圧が不足して、最悪の場合ロックアップ不能となる。
【0007】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、トルク伝達機能を損なうことなく、ドラッグトルクを低減することができる流体継手装置を提供することにある。
また、他の技術的課題は、ロックアップクラッチを備えた流体継手において、ロックアップクラッチの作動圧を不足させることなく、ドラッグトルクを減少することができる流体継手装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するために、
「エンジンにより駆動される入力軸に連結されたケーシングと、該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該入力軸と同一軸線上に配置された出力軸に取り付けられたタービンとを有する流体継手と、
該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室を通してリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
該作動流体循環手段は、該リザーブタンク内の作動流体を圧送する流体圧作動源と、該流体圧作動源と該外部室とを連通する作動流体経路と、該流体圧作動源をバイパスして該外部室を該リザーブタンクに連通するように切替える切替手段とを備えており、
該エンジンのアイドリング時には、該切替手段を切替えて、該流体圧作動源をバイパスして該外部室を該リザーブタンクに連通し、該流体継手の該ポンプの回転により、該リザーブタンク内の作動流体を該作動室から該外部室を経て該リザーブタンクに循環させる」
ことを特徴とする流体継手装置が提供される。
【0009】
また、上記他の技術的課題を解決するために、流体継手装置の該流体継手が、「該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室に配設され該ケーシングとの間に外側室を形成するとともに該タービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを有し、該外側室と該内側室との流体圧差によって該ケーシングと該タービンとを係合するロックアップクラッチを備えた」構成とすることができる。
この場合においては、「該作動流体循環手段には、該流体圧作動源を該作動室に連通し、かつ、該外部室の該外側室を該リザーブタンクに連通するように切替える接続切替手段が配設されており、該ロックアップクラッチを接とするときは、該接続切替手段を切替えて、作動流体を、該流体圧作動源により順次該作動室、該内側室および該外側室を経て該リザーブタンクに循環させる」構成とすることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された流体継手装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【0011】
図1には、本発明に従って構成された流体継手装置を自動車用エンジンと摩擦クラッチとの間に配設した駆動装置の一実施形態が示されている。図示の実施形態における駆動装置は、原動機としての内燃機関2と本発明に従って構成された流体継手装置4および摩擦クラッチ8とによって構成されている。内燃機関2は図示の実施形態においてはディーゼルエンジンからなっており、クランク軸21の端部には流体継手装置4の後述するポンプ側が取り付けられる。
【0012】
流体継手装置4は、ディーゼルエンジン2に装着されたハウジング22にボルト23等の締結手段によって取り付けられた流体継手ハウジング40内に配設されている。図示の実施形態における流体継手装置4は、ケーシング41とポンプ42およびタービン43を有する流体継手400を具備している。
【0013】
ケーシング41は、上記クランク軸21にボルト24によって内周部が装着されたドライブプレート44の外周部にボルト441、ナット442等の締結手段によって装着されている。なお、上記ドライブプレート44の外周には、図示しないスタータモータの駆動歯車と噛合する始動用のリングギヤ45が装着されている。
【0014】
ポンプ42は上記ケーシング41と対向して配設されている。このポンプ42は、椀状のポンプシェル421と、該ポンプシェル421内に放射状に配設された複数個のインペラ422とを備えており、ポンプシェル421が上記ケーシング41に溶接等の固着手段によって取り付けられている。従って、ポンプ42のポンプシェル421は、ケーシング41およびドライブプレート44を介してクランク軸21に連結される。このため、クランク軸21は流体継手装置4の入力軸として機能する。
【0015】
タービン43は上記ポンプ42と対向して配設されている。このタービン43は、上記ポンプ42のポンプシェル421と対向して配設された椀状のタービンシェル431と、該タービンシェル431内に放射状に配設された複数個のランナ432とを備えている。タービンシェル431は、上記入力軸としての上記クランク軸21と同一軸線上に配設された出力軸46にスプライン嵌合されたタービンハブ47に溶接等の固着手段によって取り付けられている。
【0016】
図示の実施形態における流体継手装置4は、上記ケーシング41とタービン43とによって形成される外部室400aから上記ポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4aを通して作動流体を循環せしめる作動流体循環手段6を具備している。作動流体循環手段6は、流体圧作動源としての油圧ポンプ60を備えている。この油圧ポンプ60は上記流体継手ハウジング40にボルト61等の固着手段によって取り付けられポンプハウジング62に配設されている。この油圧ポンプ60は、上記ポンプ42のポンプシェル421に取り付けられたポンプハブ48によって回転駆動されるように構成されている。なお、ポンプハブ48は上記出力軸46を包囲するように突出形成されたポンプハウジング62の筒状支持部620に軸受490によって回転可能に支持されている。また、図2および図3に示すように作動流体循環手段6に関連して、出力軸46に作動流体の通路460が設けられているとともに、出力軸46と筒状支持部620との間に作動流体の通路461が設けられている。通路460は、その一端が出力軸46の図において左端面に開口し上記ケーシング41とタービン43とによって形成される外部室400aと連通しており、その他端が出力軸46の外周面に開口する径方向の通路462と連通している。また、通路461は、上記ポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4aと筒状支持部620に設けられた連通穴621とを連通するように構成されている。
【0017】
次に、作動流体循環手段6の一実施形態について、図2および図3に示す油圧回路を参照して説明する。
作動流体循環手段6は作動流体を収容するリザーブタンク65を具備しており、該リザーブタンク65内の作動流体は上記油圧ポンプ60によって通路661に吐出される。通路661に吐出された作動流体は、電磁切替弁67(V1)を介して上記通路642と連通する通路662に供給される。電磁切替弁67(V1)は、除勢(OFF)している図2に示す状態のときには上記通路661と通路662とを連通しており、付勢(ON)されると図3に示すように通路661と通路662との連通を遮断し、通路662を通路663を介してリザーブタンク65に連通する。従って、電磁切替弁67(V1)が除勢(OFF)しているときには、油圧ポンプ60によって通路661に吐出された作動流体は、図2において矢印で示すように通路662、通路462、通路460、上記ケーシング41とタービン43とによって形成される外部室400a、ポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4a、通路461、連通穴621、通路664を通してリザーブタンク65に循環される。一方、電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)されると、図3に示すように通路661と通路662との連通が遮断されるので、油圧ポンプ60によって通路661に吐出された作動流体は、通路661とリザーブタンク65を結ぶリリーフ通路665に設けられたリリーフ弁68を介してリザーブタンク65に戻される。リリーフ弁68は、開弁圧が例えば6kg/cmに設定されており、通路661内の作動流体圧が6kg/cmを越えると作動流体をリリーフ通路665を介してリザーブタンク65に戻す。なお、電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)された図3に示す状態においては、油圧ポンプ60から吐出された作動流体が流体継手400に供給されないので、流体継手400が回転すると上記ポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4a内の作動流体が遠心力によって上記ケーシング41とタービン43とによって形成される外部室400a側に排出され、通路460、通路462、通路662、通路663を通して、油圧ポンプ60をバイパスしてリザーブタンク65に戻されるため、作動室4a内が負圧となる。即ち、流体継手400は、回転することによりポンプとして機能し、上記作動室4aに連通する通路664、連通穴621、通路461を介してリザーブタンク65内の作動流体を吸い込む。作動流体循環手段6は以上のように構成されており、図示の実施形態においては、通路661、通路662、通路462、通路460は上記外部室400aに連通する第1の作動流体経路を構成し、通路664、連通穴621、通路461は上記作動室4aとリザーブタンク65とを連通する第2の作動流体経路を構成している。
【0018】
図示の実施形態における流体継手装置4は、上記作動流体循環手段6の電磁切替弁67を制御する制御手段100を具備している。制御手段100は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)101と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ(ROM)102と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)103と、入力インターフェース104および出力インターフェース105とを備えている。このように構成された制御手段100の入力インターフェース104には、車両の走行速度を検出する車速検出センサ111、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ112等の検出信号が入力される。また、出力インターフェース105からは、上記電磁切替弁67(VI)に制御信号が出力される。
【0019】
次に、上記摩擦クラッチ8について、図1を参照して説明する。
摩擦クラッチ8は、上記流体継手ハウジング40にボルト81によって装着されたクラッチハウジング80内に配設されている。図示の実施形態における摩擦クラッチ8は、上記流体継手の出力軸46に装着されたクラッチドライブプレート82と、出力軸46と同一軸線上に配設された伝動軸83(図示の実施形態においては、図示しない変速機の入力軸)と、該伝動軸83にスプライン嵌合されたクラッチハブ84に取り付けられ外周部にクラッチフェーシング85が装着されているドリブンプレート86と、該ドリブンプレート86をクラッチドライブプレート82に押圧するプレッシャープレート87と、該プレッシャープレート87をクラッチドライブプレート82に向けて付勢するダイアフラムスプリング88と、該ダイアフラムスプリング88の内端部に係合してダイアフラムスプリング88を中間部を支点881として作動するレリーズベアリング89と、該レリーズベアリング89を軸方向に作動せしめるクラッチレリーズフォーク90とを具備している。このように構成された摩擦クラッチ8は、図示の状態においてはダイアフラムスプリング88のばね力によってプレッシャープレート87がクラッチドライブプレート82に向けて押圧されており、従って、ドリブンプレート86に装着されたクラッチフェーシング85がクラッチドライブプレート82に押圧されて流体継手の出力軸46に伝達された動力がクラッチドライブプレート82およびドリブンプレート86を介して伝動軸83に伝達される。この動力伝達を遮断する場合は、図示しないスレーブシリンダに油圧を供給してクラッチレリーズフォーク90を作動し、レリーズベアリング89を図1において左方に移動すると、ダイアフラムスプリング88が図において2点鎖線で示すように作動せしめられ、プレッシャープレート87への押圧力を解除することにより、クラッチドライブプレート82からドリブンプレート86への動力伝達が遮断される。
【0020】
図示の実施形態における流体継手装置4を装備した駆動装置は以上のように構成されており、以下その作動について図4に示すドラッグトルク制御のフローチャートをも参照して説明する。
制御手段100は、先ずステップS1において車速検出センサ111からの検出信号に基づいて、車両の走行速度(V)が零(0)即ち車両が停止しているか否かをチェックする。ステップS1において車速(V)が零(0)でない場合、制御手段100は車両が走行しておりドラッグトルク制御をする必要はないと判断して、ステップS2に進み電磁切替弁67(V1)を除勢(OFF)する。電磁切替弁67(V1)が除勢(OFF)されると、上述したように油圧ポンプ60によって通路661に吐出された作動流体は、図2において矢印で示す方向に循環せしめられている。この状態では、ディーゼルエンジン2のクランク軸21(入力軸)に発生した駆動力は、ドライブプレート44を介して流体継手400のケーシング41に伝達される。ケーシング41とポンプ42のポンプシェル421は一体的に構成されているので、上記駆動力によってポンプ42が回転せしめられる。ポンプ42が回転するとポンプ42内の作動流体は遠心力によりインペラ422に沿って外周に向かって流れ、矢印で示すようにタービン43側に流入する。タービン43側に流入した作動流体は、中心側に向かって流れ矢印で示すようにポンプ42に戻される。このように、ポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4a内の作動流体がポンプ42とタービン43内を循環することにより、ポンプ42側の駆動トルクが作動流体を介してタービン43側に伝達される。タービン43側に伝達された駆動力は、タービンシェル431およびタービンハブ47を介して出力軸46に伝達され、更に上記摩擦クラッチ8を介して図示しない変速機に伝達される。
【0021】
上記ステップS1において車速(V)が零(0)の場合は、制御手段100はステップS3に進みアクセルセンサ112からの検出信号に基づいて、アクセルペダルの踏み込み量(AP)が零(0)即ちアクセルペダルが開放されているか否かをチェックする。ステップS3においてアクセルペダルの踏み込み量(AP)が零(0)でない場合は、制御手段100はエンジンがアイドリング状態ではなくドラッグトルク制御する必要はないと判断して、上記ステップS2に進み電磁切替弁67(V1)を除勢(OFF)する。ステップS3においてアクセルペダルの踏み込み量(AP)が零(0)即ちアクセルペダルが開放されている場合には、制御手段100はエンジンがアイドリング状態でありドラッグトルク制御をする必要があると判断して、ステップS4に進み電磁切替弁67(V1)を付勢(ON)する。電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)されると、図3に示すように通路661と通路662との連通を遮断し、通路662が通路663を介してリザーブタンク65に連通される。従って、油圧ポンプ60によって通路661に吐出された作動流体は、リリーフ弁68を介してリザーブタンク65に戻される。一方、上述したように流体継手400は自身の回転によりポンプとして機能し、作動室4a内の作動流体を遠心力によって外部室400a側に排出するとともに、通路664、連通穴621、通路461を介してリザーブタンク65内の作動流体を吸い込む。そして、上記外部室400a側に排出された作動流体は、通路460、通路462、通路662、通路663を通して、油圧ポンプ60をバイパスしてリザーブタンク65に戻される。このように、図示の実施形態においては、電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)されると、油圧ポンプ60から吐出される作動流体が流体継手400に循環されず、流体継手400自身の回転によるポンプ作用によって作動流体を循環するので、流体継手400内への作動流体の充填効率が低下するため、ドラッグトルクが大幅に低減する。
【0022】
以上のように車速(V)が零(0)でアクセルペダルが開放されているエンジンがアイドリング状態における流体継手のドラッグトルクを低減するために、電磁切替弁67(V1)を付勢(ON)したならば、制御手段100はステップS1に戻り車速(V)が零(0)でなくなった(車両が走行状態)か、ステップS3においてアクセルペダルの踏み込み量(AP)が零(0)でなくなった(アクセルペダルが踏み込まれた)場合には、エンジンがアイドリング状態ではないと判断し、上記ステップS2に進んで電磁切替弁67(V1)を除勢(OFF)する。
【0023】
次に、流体継手装置4の他の実施形態について、図5乃至図8を参照して説明する。
図5乃至図8に示す実施形態は、上述した図1乃至図3に示す流体継手装置4に上記ケーシング41とタービン43とを直接伝動連結するためのロックアップクラッチ50を付設するとともに、このロックアップクラッチ50を付設するに伴って上記作動流体循環手段6の通路661および通路664中に、接続切替手段として機能する電磁方向制御弁70(V2)を配設したものであり、他の構成は上記図1乃至図3の実施形態と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
図5乃至図8に示す実施形態におけるロックアップクラッチ50は、ケーシング41とタービン43との間に配設されケーシング41との間に外側室40aを形成するとともにタービン43との間に内側室40bを形成するクラッチディスク51を備えている。このクラッチディスク51は、内周縁が上記タービンハブ47の外周に相対回転可能でかつ軸方向に摺動可能に支持されており、その外周部には上記ケーシング41と対向する面にクラッチフェーシング52が装着されている。また、クラッチディスク51の外周部における内側室40b側には、環状の凹部53が形成されており、この凹部53にそれぞれ支持片54によって支持された複数個のダンパースプリング55が所定の間隔を置いて配設されている。この複数個のダンパースプリング55の両側には上記クラッチディスク51に取り付けられた入力側リテーナ56が突出して配設されているとともに、各ダンパースプリング55間には上記タービン43のタービンシェル431に取り付けられた出力側リテーナ57が突出して配設されている。
【0024】
図示の実施形態におけるロックアップクラッチ50は以上のように構成されており、その作動について説明する。
上記内側室40b側の作動流体の圧力が外側室40aの作動流体の圧力より高い場合、即ち後述する作動流体循環手段によって供給される作動流体がポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4aから内側室40bを通して外側室40aに流れる場合には、上記クラッチディスク51が図1において左方に押圧されるので、クラッチディスク51に装着されたクラッチフェーシング52がケーシング41に押圧されて摩擦係合する。従って、ケーシング41とタービン43は、クラッチフェーシング52、クラッチディスク51、入力側リテーナ56、ダンパースプリング55、出力側リテーナ57を介して直接伝動連結される。一方、上記外側室40aの作動流体の圧力が内側室40b側の作動流体の圧力より高い場合、即ち後述する作動流体循環手段によって供給される作動流体が外側室40aから内側室40bを通してポンプ42とタービン43とによって形成される作動室4aに循環する場合には、上記クラッチディスク51が図5において右方に押圧されるので、クラッチディスク51に装着されたクラッチフェーシング52はケーシング41と摩擦係合せず、従って、ケーシング41とタービン43との伝動連結は解除されている。
【0025】
図5乃至図8に示す実施形態における作動流体循環手段6は、上記図1乃至図3に示す作動流体循環手段6の通路661および通路664中に配設された電磁方向制御弁70(V2)を具備している。この電磁方向制御弁70(V2)は、除勢(OFF)されているときには図6および図7に示すように、油圧ポンプ60に接続された通路661aと上記電磁切替弁67(V1)に接続された通路661bとを連通するとともに、連通路621に連通している通路664aと上記リザーブタンク65に接続された通路664bとを連通している。また、電磁方向制御弁70(V2)は、付勢(ON)すると図8に示すように、上記通路661aと上記通路664bとを連通するとともに、上記通路661bと上記通路664bとを連通せしめる。なお、上記電磁切替弁67(V1)および電磁方向制御弁70(V2)は、上記図1乃至図3の実施形態における制御手段100によって制御される。
【0026】
図5乃至図8に示す実施形態における流体継手装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
先ず、ディーゼルエンジン2がアイドリング回転以上の回転速度で運転され、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態について説明する。この場合、作動流体循環手段6の上記電磁方向制御弁70(V2)が除勢(OFF)されているとともに、電磁切替弁67(V1)が除勢(OFF)されており、作動流体は図6において矢印で示す方向に循環せしめられている。この図6に示す状態は、上記図2に示す実施形態と同様である。即ち、ディーゼルエンジン2のクランク軸21(入力軸)によってケーシング41とポンプ42が回転せしめられると、ポンプ42内の作動流体が遠心力によりインペラ422に沿って外周に向かって流れ、矢印で示すようにタービン43側に流入してポンプ42側の駆動トルクが作動流体を介してタービン43側に伝達される。タービン43側に伝達された駆動力は、タービンシェル431およびタービンハブ47を介して出力軸46に伝達され、更に上記摩擦クラッチ8を介して図示しない変速機に伝達される。なお、作動流体が図6において矢印で示す方向に循環せしめられているときは、上述したように上記クラッチディスク51が図5および図6において右方に押圧されるので、ロックアップクラッチ50はケーシング41とタービン43との伝動連結は解除している。
【0027】
次に、ディーゼルエンジン2がアイドリング運転している状態について説明する。なお、この場合は、図7に示すように作動流体循環手段6の上記電磁方向制御弁70(V2)が除勢(OFF)されているとともに、電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)される。電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)されると、図7に示すように通路661bと通路662との連通が遮断され、通路662が通路663と連通せしめられる。従って、油圧ポンプ60によって通路661aに吐出され電磁方向制御弁70(V2)を通って通路661bに流れる作動流体は、リリーフ弁68を介してリザーブタンク65に戻される。一方、上述したように流体継手400は自身の回転によりポンプとして機能し、作動室4a内の作動流体を遠心力によって内側室40b側に排出するとともに、通路664、連通穴621、通路461を介してリザーブタンク65内の作動流体を吸い込む。そして、上記内側室40b側に排出された作動流体は、外側室40a、通路460、通路462、通路662、通路663を通してリザーブタンク65に戻される。このように、図示の実施形態においては、電磁切替弁67(V1)が付勢(ON)されると、油圧ポンプ60から吐出される作動流体が流体継手400に循環されず、流体継手400自身の回転によるポンプ作用によって作動流体を循環するので、流体継手400内への作動流体の充填効率が低下するため、ドラッグトルクが大幅に低減する。このとき、作動流体は作動室4aを通り内側室40bから外側室40aに流れるが、作動流体の圧力が低いためロックアップクラッチ50を作動することはない。
【0028】
次に、ロックアップクラッチ50を作動して、ケーシング41とタービン43を直結して駆動トルクを伝達する状態について説明する。この場合、作動流体循環手段の上記電磁方向制御弁70(V2)が付勢(ON)されるとともに、電磁切替弁67(V1)が除勢(OFF)されており、作動流体は図8において矢印で示す方向に循環せしめられている。従って、上述したように内側室40b側の作動流体の圧力が外側室40a側の作動流体の圧力より高く、クラッチディスク51が図5および図8において左方に押圧されるので、クラッチディスク51に装着されたクラッチフェーシング52がケーシング41に押圧されて摩擦係合する。従って、ケーシング41とタービン43は、クラッチフェーシング52、クラッチディスク51、入力側リテーナ56、ダンパースプリング55、出力側リテーナ57を介して直接伝動連結される。従って、ディーゼルエンジン2のクランク軸21(入力軸)に発生した駆動力は、ドライブプレート44、ケーシング41、ロックアップクラッチ50、タービン43、タービンハブ47を介して出力軸46に伝達され、更に上記摩擦クラッチ8を介して図示しない変速機に伝達される。なお、図示の実施形態においては上述したようにドラッグトルクを減少することができるので、ドラッグトルクを低下させるために作動流体の供給圧力を下げる必要はないので、ロックアップクラッチの作動圧不足が生ずることはない。
【0029】
【発明の効果】
本発明による流体継手装置は以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【0030】
即ち、本発明による流体継手装置においては、作動流体を循環せしめる作動流体循環手段は、流体継手の外部室に連通する第1の作動流体経路と、流体継手のの作動室とリザーブタンクとを接続する第2の作動流体経路と、リザーブタンク内の作動流体を第1の作動流体経路に吐出する流体圧作動源と、第1の作動流体経路中に配設された切替手段とを具備し、該切替手段が外部室を流体圧作動源と連通する状態と、外部室をリザーブタンクに連通せしめる状態とに選択的に作動するように構成されているので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時に切換手段によって外部室をリザーブタンクに連通することにより、流体継手は自身の回転によりポンプとして機能する。このため、流体継手内への作動流体の充填効率が低下するため、ドラッグトルクを大幅に低減することができる。従って、エンジンのアイドリング運転が円滑となり、異常振動の発生を防ぐことができるとともに、アイドリング運転時の燃費を向上することができる。
【0031】
また、本発明によれば、上述したように流体継手に循環せしめる作動流体の流体圧を低減することなくドラッグトルクを低減することができるので、ロックアップクラッチを備えた流体継手において、ロックアップクラッチの作動圧が不足することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された流体継手装置を装備した駆動装置の一実施形態を示す断面図。
【図2】図1に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図3】図1に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図4】図1に示す流体継手装置に装備される制御手段のドラッグトルク制御の動作を示すフローチャート。
【図5】本発明に従って構成された流体継手装置を装備した駆動装置の他の実施形態を示す断面図。
【図6】図5に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手によって駆動トルクを伝達する状態の説明図。
【図7】図5に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、流体継手を駆動するエンジンのアイドリング運転時における作動状態の説明図。
【図8】図5に示す流体継手装置の作動流体循環手段の作動状態を示すもので、ロックアップクラッチを作動した状態の説明図。
【符号の説明】
2:内燃機関
21:クランク軸
4:流体継手装置
40:流体継手ハウジング
41:ケーシング
42:ポンプ
400:流体継手
421:ポンプシェル
422:インペラ
43:タービン
431:タービンシェル
432:ランナ
44:ドライブプレート
45:リングギヤ
46:出力軸
47:タービンハブ
48:ポンプハブ
50:ロックアップクラッチ
51:クラッチディスク
52:クラッチフェーシング
55:ダンパースプリング
56:入力側リテーナ
57:出力側リテーナ
6:作動流体循環手段
60:油圧ポンプ
62:ポンプハウジング
65:リザーブタンク
67:電磁切替弁(V1)
68:リリーフ弁
70:電磁方向制御弁(V2)
8:摩擦クラッチ
80:クラッチハウジング
82:クラッチドライブプレート
83:伝動軸
84:クラッチハブ
85:クラッチフェーシング
86:ドリブンプレート
87:プレッシャープレート
88:ダイアフラムスプリング
89:レリーズベアリング
90:クラッチレリーズフォーク
100:制御手段
111:車速検出センサ
112:アクセルセンサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a fluid coupling device for transmitting rotational torque of a prime mover.
[0002]
[Prior art]
Fluid couplings (fluid couplings) are conventionally used as power transmission couplings for ships, industrial machines, and automobiles. The fluid coupling is a casing connected to a crankshaft (input shaft as a fluid coupling) of a diesel engine that is a prime mover, a pump disposed opposite to the casing and attached to the casing, and opposed to the pump. And a turbine attached to an output shaft disposed on the same axis as the input shaft.
[0003]
A fluid coupling provided with a lock-up clutch that frictionally engages the casing and the turbine has also been proposed between the casing and the turbine. This lock-up clutch is provided between a casing and a turbine, and includes a clutch disk that forms an outer chamber between the casing and an inner chamber between the turbine and the turbine. The casing and the turbine are configured to be frictionally engaged by a pressure difference between the inner chamber side and the outer chamber side.
[0004]
When the above-described fluid coupling is installed in, for example, a vehicle drive device, the transmission is generally connected to a manual transmission via a friction clutch, and the fluid coupling is directly connected to an automatic transmission.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described fluid coupling equipped in the vehicle drive device has its characteristics when the engine is driven and the transmission gear of the transmission is engaged when the vehicle is stopped, that is, when the input shaft rotates and the output shaft stops. Has upper drag torque. This drag torque becomes considerably large when the rotational speed ratio at which the design point of the fluid coupling is the maximum efficiency, that is, the rotational speed ratio between the pump and the turbine is 0.95 to 0.98. If the drag torque is large, the idling operation of the engine becomes extremely unstable, and this unstable rotation causes abnormal vibration in the drive system. In addition, the large drag torque also causes a deterioration in fuel efficiency during idling.
[0006]
In order to reduce the drag torque, it is conceivable to reduce the pressure of the working fluid that circulates through the fluid coupling. However, if the pressure of the working fluid is decreased, the filling efficiency of the fluid coupling will decrease, so the transmission torque at high revolutions will also decrease. It will decline. Further, in a fluid coupling provided with a lockup clutch, the operating pressure of the lockup clutch is insufficient, and in the worst case, the lockup is impossible.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and a main technical problem thereof is to provide a fluid coupling device capable of reducing drag torque without impairing the torque transmission function.
Another technical problem is to provide a fluid coupling device that can reduce the drag torque without reducing the operating pressure of the lock-up clutch in the fluid coupling including the lock-up clutch.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to solve the main technical problem,
A casing connected to an input shaft driven by an engine; a pump disposed opposite to the casing and attached to the casing; a chamber formed by the pump and the casing opposite the pump; A fluid coupling having a turbine mounted on an output shaft disposed and disposed on the same axis as the input shaft;
A fluid coupling device comprising: an outer chamber formed by the casing and the turbine; and a working fluid circulation means for circulating the working fluid in the reserve tank through the working chamber formed by the pump and the turbine.
The working fluid circulation means bypasses the fluid pressure working source, a fluid pressure working source that pumps the working fluid in the reserve tank, a working fluid path that communicates the fluid pressure working source and the external chamber, and the fluid pressure working source. Switching means for switching the external chamber to communicate with the reserve tank,
When the engine is idling, the switching means is switched to bypass the fluid pressure operating source so that the external chamber communicates with the reserve tank, and the working fluid in the reserve tank is rotated by the rotation of the pump of the fluid coupling. Is circulated from the working chamber to the reserve tank through the external chamber.
A fluid coupling device is provided.
[0009]
In order to solve the above other technical problems, the fluid coupling of the fluid coupling device is arranged in an “outer chamber formed by the casing and the turbine, and an outer chamber is formed between the casing and the casing. And a lock-up clutch that has a clutch disk that forms an inner chamber with the turbine and that engages the casing and the turbine by a fluid pressure difference between the outer chamber and the inner chamber. can do.
In this case, “the working fluid circulation means includes a connection switching means for switching the fluid pressure source to communicate with the working chamber and to switch the outer chamber of the outer chamber to the reserve tank. When the lock-up clutch is engaged, the connection switching means is switched, and the working fluid is sequentially passed through the working chamber, the inner chamber, and the outer chamber by the fluid pressure operating source. It is preferable to adopt a configuration that “circulates in the reserve tank”.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a fluid coupling device constructed according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 shows an embodiment of a drive device in which a fluid coupling device constructed according to the present invention is disposed between an automobile engine and a friction clutch. The drive device in the illustrated embodiment is constituted by an internal combustion engine 2 as a prime mover, a fluid coupling device 4 and a friction clutch 8 configured according to the present invention. The internal combustion engine 2 is a diesel engine in the illustrated embodiment, and a pump side (to be described later) of the fluid coupling device 4 is attached to the end of the crankshaft 21.
[0012]
The fluid coupling device 4 is disposed in a fluid coupling housing 40 attached to a housing 22 attached to the diesel engine 2 by fastening means such as a bolt 23. The fluid coupling device 4 in the illustrated embodiment includes a fluid coupling 400 having a casing 41, a pump 42, and a turbine 43.
[0013]
The casing 41 is mounted on the outer peripheral portion of the drive plate 44 whose inner peripheral portion is mounted on the crankshaft 21 by bolts 24 by fastening means such as bolts 441 and nuts 442. A starting ring gear 45 that meshes with a drive gear of a starter motor (not shown) is mounted on the outer periphery of the drive plate 44.
[0014]
The pump 42 is disposed to face the casing 41. The pump 42 includes a bowl-shaped pump shell 421 and a plurality of impellers 422 arranged radially in the pump shell 421. The pump shell 421 is attached to the casing 41 by means of fixing such as welding. It is attached. Therefore, the pump shell 421 of the pump 42 is connected to the crankshaft 21 via the casing 41 and the drive plate 44. For this reason, the crankshaft 21 functions as an input shaft of the fluid coupling device 4.
[0015]
The turbine 43 is disposed so as to face the pump 42. The turbine 43 includes a bowl-shaped turbine shell 431 disposed to face the pump shell 421 of the pump 42, and a plurality of runners 432 disposed radially in the turbine shell 431. . The turbine shell 431 is attached to a turbine hub 47 that is spline-fitted to an output shaft 46 that is disposed on the same axis as the crankshaft 21 as the input shaft by fixing means such as welding.
[0016]
The fluid coupling device 4 in the illustrated embodiment has working fluid circulation means for circulating working fluid from an outer chamber 400 a formed by the casing 41 and the turbine 43 through a working chamber 4 a formed by the pump 42 and the turbine 43. 6 is provided. The working fluid circulating means 6 includes a hydraulic pump 60 as a fluid pressure operating source. The hydraulic pump 60 is attached to the fluid coupling housing 40 by a fixing means such as a bolt 61 and disposed in the pump housing 62. The hydraulic pump 60 is configured to be rotationally driven by a pump hub 48 attached to the pump shell 421 of the pump 42. The pump hub 48 is rotatably supported by a bearing 490 on a cylindrical support portion 620 of a pump housing 62 that is formed so as to surround the output shaft 46. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a working fluid passage 460 is provided in the output shaft 46 in relation to the working fluid circulation means 6, and between the output shaft 46 and the cylindrical support portion 620. A working fluid passage 461 is provided. One end of the passage 460 opens to the left end surface in the drawing of the output shaft 46 and communicates with the external chamber 400 a formed by the casing 41 and the turbine 43, and the other end opens to the outer peripheral surface of the output shaft 46. In communication with the radial passage 462. The passage 461 is configured to communicate between the working chamber 4 a formed by the pump 42 and the turbine 43 and a communication hole 621 provided in the cylindrical support portion 620.
[0017]
Next, an embodiment of the working fluid circulation means 6 will be described with reference to the hydraulic circuit shown in FIGS.
The working fluid circulation means 6 includes a reserve tank 65 that stores the working fluid, and the working fluid in the reserve tank 65 is discharged into the passage 661 by the hydraulic pump 60. The working fluid discharged to the passage 661 is supplied to the passage 662 communicating with the passage 642 via the electromagnetic switching valve 67 (V1). When the electromagnetic switching valve 67 (V1) is in a deenergized (OFF) state as shown in FIG. 2, the passage 661 and the passage 662 are in communication with each other, and when energized (ON), as shown in FIG. The passage between the passage 661 and the passage 662 is blocked, and the passage 662 is communicated with the reserve tank 65 via the passage 663. Therefore, when the electromagnetic switching valve 67 (V1) is de-energized (OFF), the working fluid discharged to the passage 661 by the hydraulic pump 60 is the passage 662, the passage 462, and the passage 460 as indicated by arrows in FIG. These are circulated to the reserve tank 65 through the external chamber 400 a formed by the casing 41 and the turbine 43, the working chamber 4 a formed by the pump 42 and the turbine 43, the passage 461, the communication hole 621, and the passage 664. On the other hand, when the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the communication between the passage 661 and the passage 662 is cut off as shown in FIG. The fluid is returned to the reserve tank 65 via a relief valve 68 provided in a relief passage 665 connecting the passage 661 and the reserve tank 65. The relief valve 68 has a valve opening pressure set at, for example, 6 kg / cm 2. When the working fluid pressure in the passage 661 exceeds 6 kg / cm 2 , the working fluid is returned to the reserve tank 65 through the relief passage 665. In the state shown in FIG. 3 in which the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the working fluid discharged from the hydraulic pump 60 is not supplied to the fluid coupling 400. The working fluid in the working chamber 4a formed by the pump 42 and the turbine 43 is discharged to the external chamber 400a side formed by the casing 41 and the turbine 43 by centrifugal force, and the passage 460, the passage 462, the passage 662, and the passage Since the hydraulic pump 60 is bypassed and returned to the reserve tank 65 through 663 , the inside of the working chamber 4a becomes negative pressure. That is, the fluid coupling 400 functions as a pump by rotating, and sucks the working fluid in the reserve tank 65 through the passage 664, the communication hole 621, and the passage 461 communicating with the working chamber 4a. The working fluid circulation means 6 is configured as described above. In the illustrated embodiment, the passage 661, the passage 662, the passage 462, and the passage 460 constitute a first working fluid path that communicates with the external chamber 400a. The passage 664, the communication hole 621, and the passage 461 constitute a second working fluid path that communicates the working chamber 4a and the reserve tank 65.
[0018]
The fluid coupling device 4 in the illustrated embodiment includes a control unit 100 that controls the electromagnetic switching valve 67 of the working fluid circulation unit 6. The control means 100 is constituted by a microcomputer, and is a central processing unit (CPU) 101 that performs arithmetic processing in accordance with a control program, a read-only memory (ROM) 102 that stores a control program, and a read / write that stores arithmetic results and the like. A random access memory (RAM) 103, an input interface 104, and an output interface 105. Detection signals from the vehicle speed detection sensor 111 that detects the traveling speed of the vehicle, the accelerator sensor 112 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, and the like are input to the input interface 104 of the control unit 100 configured as described above. Further, a control signal is output from the output interface 105 to the electromagnetic switching valve 67 (VI).
[0019]
Next, the friction clutch 8 will be described with reference to FIG.
The friction clutch 8 is disposed in a clutch housing 80 attached to the fluid coupling housing 40 by bolts 81. The friction clutch 8 in the illustrated embodiment includes a clutch drive plate 82 mounted on the output shaft 46 of the fluid coupling, and a transmission shaft 83 (in the illustrated embodiment, disposed on the same axis as the output shaft 46). An input shaft of a transmission (not shown), a driven plate 86 attached to a clutch hub 84 that is spline-fitted to the transmission shaft 83 and having a clutch facing 85 mounted on the outer periphery thereof, and the driven plate 86 as a clutch drive plate. A pressure plate 87 that presses against the pressure plate 82; a diaphragm spring 88 that urges the pressure plate 87 toward the clutch drive plate 82; Release bearing 89 operating as 881 , And a clutch release fork 90 that allowed to actuate the release bearing 89 in the axial direction. In the friction clutch 8 configured as described above, in the illustrated state, the pressure plate 87 is pressed toward the clutch drive plate 82 by the spring force of the diaphragm spring 88, and therefore, the clutch facing attached to the driven plate 86. Power transmitted to the output shaft 46 of the fluid coupling by being pressed by the clutch drive plate 82 is transmitted to the transmission shaft 83 through the clutch drive plate 82 and the driven plate 86. In order to cut off this power transmission, hydraulic pressure is supplied to a slave cylinder (not shown) to operate the clutch release fork 90, and when the release bearing 89 is moved to the left in FIG. 1, the diaphragm spring 88 is shown by a two-dot chain line in the figure. By operating as shown and releasing the pressing force on the pressure plate 87, power transmission from the clutch drive plate 82 to the driven plate 86 is interrupted.
[0020]
The drive device equipped with the fluid coupling device 4 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below with reference to the drag torque control flowchart shown in FIG.
First, in step S1, the control means 100 checks whether or not the vehicle traveling speed (V) is zero (0), that is, whether or not the vehicle is stopped, based on the detection signal from the vehicle speed detection sensor 111. If the vehicle speed (V) is not zero (0) in step S1, the control means 100 determines that the vehicle is traveling and that it is not necessary to perform drag torque control, and proceeds to step S2 to turn on the electromagnetic switching valve 67 (V1). De-energize (OFF). When the electromagnetic switching valve 67 (V1) is de-energized (OFF), as described above, the working fluid discharged to the passage 661 by the hydraulic pump 60 is circulated in the direction indicated by the arrow in FIG. In this state, the driving force generated on the crankshaft 21 (input shaft) of the diesel engine 2 is transmitted to the casing 41 of the fluid coupling 400 via the drive plate 44. Since the casing 41 and the pump shell 421 of the pump 42 are integrally formed, the pump 42 is rotated by the driving force. When the pump 42 rotates, the working fluid in the pump 42 flows toward the outer periphery along the impeller 422 by centrifugal force, and flows into the turbine 43 side as indicated by an arrow. The working fluid that has flowed into the turbine 43 flows toward the center and returns to the pump 42 as indicated by an arrow. As described above, the working fluid in the working chamber 4a formed by the pump 42 and the turbine 43 circulates in the pump 42 and the turbine 43, so that the driving torque on the pump 42 side is transferred to the turbine 43 side via the working fluid. Communicated. The driving force transmitted to the turbine 43 side is transmitted to the output shaft 46 through the turbine shell 431 and the turbine hub 47 and further transmitted to the transmission (not shown) through the friction clutch 8.
[0021]
When the vehicle speed (V) is zero (0) in step S1, the control means 100 proceeds to step S3 and the accelerator pedal depression amount (AP) is zero (0), based on the detection signal from the accelerator sensor 112. Check whether the accelerator pedal is released. If it is determined in step S3 that the accelerator pedal depression amount (AP) is not zero (0), the control means 100 determines that the engine is not idling and it is not necessary to perform drag torque control, and the process proceeds to step S2 and the electromagnetic switching valve. 67 (V1) is de-energized (OFF). In step S3, if the accelerator pedal depression amount (AP) is zero (0), that is, if the accelerator pedal is released, the control means 100 determines that the engine is idling and that it is necessary to perform drag torque control. In step S4, the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON). When the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the communication between the passage 661 and the passage 662 is cut off as shown in FIG. 3, and the passage 662 is communicated with the reserve tank 65 via the passage 663. . Accordingly, the working fluid discharged to the passage 661 by the hydraulic pump 60 is returned to the reserve tank 65 through the relief valve 68. On the other hand, as described above, the fluid coupling 400 functions as a pump by its own rotation, discharges the working fluid in the working chamber 4a to the external chamber 400a side by centrifugal force, and passes through the passage 664, the communication hole 621, and the passage 461. Then, the working fluid in the reserve tank 65 is sucked. Then, the working fluid discharged to the external chamber 400a side is returned to the reserve tank 65 by bypassing the hydraulic pump 60 through the passage 460, the passage 462, the passage 662, and the passage 663. Thus, in the illustrated embodiment, when the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the working fluid discharged from the hydraulic pump 60 is not circulated to the fluid coupling 400, but the fluid coupling 400 itself. Since the working fluid is circulated by the pumping action caused by the rotation of the hydraulic fluid, the charging efficiency of the working fluid into the fluid coupling 400 is lowered, so that the drag torque is greatly reduced.
[0022]
As described above, the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON) in order to reduce the drag torque of the fluid coupling in the idling state of the engine in which the vehicle speed (V) is zero (0) and the accelerator pedal is released. If so, the control means 100 returns to step S1 so that the vehicle speed (V) is no longer zero (0) (the vehicle is in a running state) or the accelerator pedal depression amount (AP) is no longer zero (0) in step S3. If the accelerator pedal is depressed (depressed), it is determined that the engine is not idling, and the process proceeds to step S2 to deenergize (OFF) the electromagnetic switching valve 67 (V1).
[0023]
Next, another embodiment of the fluid coupling device 4 will be described with reference to FIGS.
The embodiment shown in FIGS. 5 to 8 is provided with a lockup clutch 50 for directly connecting the casing 41 and the turbine 43 to the fluid coupling device 4 shown in FIGS. Along with the addition of the up clutch 50, an electromagnetic direction control valve 70 (V2) functioning as a connection switching means is disposed in the passage 661 and the passage 664 of the working fluid circulation means 6, and other configurations are as follows. Since this embodiment is substantially the same as the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the same reference numerals are given to the same members, and descriptions thereof are omitted.
The lock-up clutch 50 in the embodiment shown in FIGS. 5 to 8 is disposed between the casing 41 and the turbine 43 and forms an outer chamber 40 a between the casing 41 and the inner chamber 40 b between the turbine 43. A clutch disk 51 is formed. The clutch disc 51 is supported so that the inner peripheral edge thereof can rotate relative to the outer periphery of the turbine hub 47 and can slide in the axial direction. A clutch facing 52 is provided on the outer peripheral portion of the clutch disk 51 on the surface facing the casing 41. It is installed. An annular recess 53 is formed on the outer peripheral portion of the clutch disc 51 on the inner chamber 40b side, and a plurality of damper springs 55 respectively supported by support pieces 54 are provided in the recess 53 at predetermined intervals. Arranged. On both sides of the plurality of damper springs 55, an input side retainer 56 attached to the clutch disk 51 is protruded and disposed between the damper springs 55 and attached to a turbine shell 431 of the turbine 43. Further, an output side retainer 57 is provided so as to protrude.
[0024]
The lock-up clutch 50 in the illustrated embodiment is configured as described above, and its operation will be described.
When the pressure of the working fluid on the inner chamber 40b side is higher than the pressure of the working fluid on the outer chamber 40a, that is, the working chamber 4a in which the working fluid supplied by the working fluid circulation means described later is formed by the pump 42 and the turbine 43. 1 flows from the inner chamber 40b to the outer chamber 40a, the clutch disk 51 is pressed to the left in FIG. 1, so that the clutch facing 52 mounted on the clutch disk 51 is pressed by the casing 41 and frictionally engaged. To do. Therefore, the casing 41 and the turbine 43 are directly connected to each other via the clutch facing 52, the clutch disc 51, the input side retainer 56, the damper spring 55, and the output side retainer 57. On the other hand, when the pressure of the working fluid in the outer chamber 40a is higher than the pressure of the working fluid on the inner chamber 40b side, that is, the working fluid supplied by the working fluid circulation means described later passes from the outer chamber 40a to the pump 42 through the inner chamber 40b. When circulating in the working chamber 4 a formed by the turbine 43, the clutch disk 51 is pressed rightward in FIG. 5, so that the clutch facing 52 attached to the clutch disk 51 is frictionally engaged with the casing 41. Therefore, the transmission connection between the casing 41 and the turbine 43 is released.
[0025]
The working fluid circulating means 6 in the embodiment shown in FIGS. 5 to 8 includes the passage 661 and the electromagnetic directional control valve 70 (V2) disposed in the passage 664 of the working fluid circulating means 6 shown in FIGS. It has. When the electromagnetic direction control valve 70 (V2) is deenergized (OFF), as shown in FIGS. 6 and 7, the electromagnetic direction control valve 70 (V2) is connected to the passage 661a connected to the hydraulic pump 60 and the electromagnetic switching valve 67 (V1). The passage 661 b communicates with the passage 664 a communicated with the communication passage 621 and the passage 664 b connected to the reserve tank 65. When the electromagnetic direction control valve 70 (V2) is energized (ON), as shown in FIG. 8, the passage 661a and the passage 664b communicate with each other, and the passage 661b and the passage 664b communicate with each other. The electromagnetic switching valve 67 (V1) and the electromagnetic direction control valve 70 (V2) are controlled by the control means 100 in the embodiment shown in FIGS.
[0026]
The fluid coupling device in the embodiment shown in FIGS. 5 to 8 is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
First, a state in which the diesel engine 2 is operated at a rotational speed equal to or higher than idling rotation and the driving torque is transmitted by the fluid coupling will be described. In this case, the electromagnetic direction control valve 70 (V2) of the working fluid circulation means 6 is de-energized (OFF) and the electromagnetic switching valve 67 (V1) is de-energized (OFF). 6 is circulated in the direction indicated by the arrow. The state shown in FIG. 6 is the same as that of the embodiment shown in FIG. That is, when the casing 41 and the pump 42 are rotated by the crankshaft 21 (input shaft) of the diesel engine 2, the working fluid in the pump 42 flows toward the outer periphery along the impeller 422 by centrifugal force, as indicated by the arrows. Then, it flows into the turbine 43 side and the driving torque on the pump 42 side is transmitted to the turbine 43 side via the working fluid. The driving force transmitted to the turbine 43 side is transmitted to the output shaft 46 through the turbine shell 431 and the turbine hub 47 and further transmitted to the transmission (not shown) through the friction clutch 8. When the working fluid is circulated in the direction indicated by the arrow in FIG. 6, the clutch disc 51 is pressed to the right in FIGS. 5 and 6 as described above. The transmission connection between 41 and the turbine 43 is released.
[0027]
Next, a state where the diesel engine 2 is idling will be described. In this case, as shown in FIG. 7, the electromagnetic direction control valve 70 (V2) of the working fluid circulation means 6 is deenergized (OFF) and the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON). ) When the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the communication between the passage 661b and the passage 662 is cut off as shown in FIG. 7, and the passage 662 is communicated with the passage 663. Therefore, the working fluid discharged to the passage 661a by the hydraulic pump 60 and flowing to the passage 661b through the electromagnetic direction control valve 70 (V2) is returned to the reserve tank 65 through the relief valve 68. On the other hand, as described above, the fluid coupling 400 functions as a pump by its rotation, discharges the working fluid in the working chamber 4a to the inner chamber 40b side by centrifugal force, and passes through the passage 664, the communication hole 621, and the passage 461. Then, the working fluid in the reserve tank 65 is sucked. The working fluid discharged to the inner chamber 40b is returned to the reserve tank 65 through the outer chamber 40a, the passage 460, the passage 462, the passage 662, and the passage 663. Thus, in the illustrated embodiment, when the electromagnetic switching valve 67 (V1) is energized (ON), the working fluid discharged from the hydraulic pump 60 is not circulated to the fluid coupling 400, but the fluid coupling 400 itself. Since the working fluid is circulated by the pumping action caused by the rotation of the hydraulic fluid, the charging efficiency of the working fluid into the fluid coupling 400 is lowered, so that the drag torque is greatly reduced. At this time, the working fluid passes through the working chamber 4a and flows from the inner chamber 40b to the outer chamber 40a, but the lockup clutch 50 is not actuated because the pressure of the working fluid is low.
[0028]
Next, a state in which the lockup clutch 50 is operated to directly connect the casing 41 and the turbine 43 to transmit drive torque will be described. In this case, the electromagnetic direction control valve 70 (V2) of the working fluid circulation means is energized (ON) and the electromagnetic switching valve 67 (V1) is deenergized (OFF). It is circulated in the direction indicated by the arrow. Therefore, as described above, the pressure of the working fluid on the inner chamber 40b side is higher than the pressure of the working fluid on the outer chamber 40a side, and the clutch disk 51 is pressed to the left in FIGS. The attached clutch facing 52 is pressed against the casing 41 and frictionally engaged. Therefore, the casing 41 and the turbine 43 are directly connected to each other via the clutch facing 52, the clutch disc 51, the input side retainer 56, the damper spring 55, and the output side retainer 57. Accordingly, the driving force generated on the crankshaft 21 (input shaft) of the diesel engine 2 is transmitted to the output shaft 46 via the drive plate 44, the casing 41, the lockup clutch 50, the turbine 43, and the turbine hub 47, and further, It is transmitted to a transmission (not shown) via the friction clutch 8. In the illustrated embodiment, since the drag torque can be reduced as described above, it is not necessary to lower the supply pressure of the working fluid in order to reduce the drag torque, resulting in insufficient operating pressure of the lockup clutch. There is nothing.
[0029]
【The invention's effect】
Since the fluid coupling device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0030]
That is, in the fluid coupling device according to the present invention, the working fluid circulation means for circulating the working fluid connects the first working fluid path communicating with the external chamber of the fluid coupling, the working chamber of the fluid coupling, and the reserve tank. A second working fluid path, a fluid pressure source that discharges the working fluid in the reserve tank to the first working fluid path, and switching means disposed in the first working fluid path, Since the switching means is configured to selectively operate in a state in which the external chamber communicates with the fluid pressure operating source and a state in which the external chamber communicates with the reserve tank, the idling operation of the engine that drives the fluid coupling is performed. Sometimes, the fluid coupling functions as a pump by its own rotation by communicating the external chamber to the reserve tank by the switching means. For this reason, since the filling efficiency of the working fluid into the fluid coupling is lowered, the drag torque can be greatly reduced. Therefore, the idling operation of the engine becomes smooth, the occurrence of abnormal vibration can be prevented, and the fuel consumption during the idling operation can be improved.
[0031]
In addition, according to the present invention, as described above, the drag torque can be reduced without reducing the fluid pressure of the working fluid circulated through the fluid coupling. Therefore, in the fluid coupling including the lockup clutch, the lockup clutch There is no shortage of operating pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a drive device equipped with a fluid coupling device constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an operating state of a working fluid circulation unit of the fluid coupling device illustrated in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an operating state of a working fluid circulation unit of the fluid coupling device illustrated in FIG. 1 and is an explanatory diagram of an operating state during an idling operation of an engine that drives the fluid coupling;
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of drag torque control of a control means provided in the fluid coupling device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a drive device equipped with a fluid coupling device constructed according to the present invention.
6 is a diagram illustrating an operating state of a working fluid circulation unit of the fluid coupling device illustrated in FIG. 5 and is an explanatory diagram of a state in which driving torque is transmitted by the fluid coupling.
7 is a diagram illustrating an operating state of a working fluid circulation unit of the fluid coupling device illustrated in FIG. 5, and is an explanatory diagram of an operating state during an idling operation of an engine that drives the fluid coupling.
FIG. 8 is an explanatory view showing the operating state of the working fluid circulating means of the fluid coupling device shown in FIG. 5, in a state where the lock-up clutch is operated.
[Explanation of symbols]
2: Internal combustion engine 21: Crankshaft 4: Fluid coupling device 40: Fluid coupling housing 41: Casing 42: Pump 400: Fluid coupling 421: Pump shell 422: Impeller 43: Turbine 431: Turbine shell 432: Runner 44: Drive plate 45 : Ring gear 46: Output shaft 47: Turbine hub 48: Pump hub 50: Lockup clutch 51: Clutch disc 52: Clutch facing 55: Damper spring 56: Input side retainer 57: Output side retainer 6: Working fluid circulation means 60: Hydraulic pump 62: Pump housing 65: Reserve tank 67: Electromagnetic switching valve (V1)
68: Relief valve 70: Electromagnetic direction control valve (V2)
8: Friction clutch 80: Clutch housing 82: Clutch drive plate 83: Transmission shaft 84: Clutch hub 85: Clutch facing 86: Driven plate 87: Pressure plate 88: Diaphragm spring 89: Release bearing 90: Clutch release fork 100: Control means 111: Vehicle speed detection sensor 112: Accelerator sensor

Claims (3)

エンジンにより駆動される入力軸に連結されたケーシングと、該ケーシングと対向して配設され該ケーシングに取り付けられたポンプと、該ポンプと該ケーシングによって形成された室に該ポンプと対向して配設され該入力軸と同一軸線上に配置された出力軸に取り付けられたタービンとを有する流体継手と、
該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室および該ポンプと該タービンとによって形成される作動室を通してリザーブタンク内の作動流体を循環せしめる作動流体循環手段と、を具備する流体継手装置において、
該作動流体循環手段は、該リザーブタンク内の作動流体を圧送する流体圧作動源と、該流体圧作動源と該外部室とを連通する作動流体経路と、該流体圧作動源をバイパスして該外部室を該リザーブタンクに連通するように切替える切替手段とを備えており、
該エンジンのアイドリング時には、該切替手段を切替えて、該流体圧作動源をバイパスして該外部室を該リザーブタンクに連通し、該流体継手の該ポンプの回転により、該リザーブタンク内の作動流体を該作動室から該外部室を経て該リザーブタンクに循環させることを特徴とする流体継手装置。
A casing connected to an input shaft driven by an engine, a pump disposed opposite to the casing and attached to the casing, and a chamber formed by the pump and the casing disposed opposite the pump. A fluid coupling having a turbine attached to an output shaft disposed on the same axis as the input shaft;
A fluid coupling device comprising: an outer chamber formed by the casing and the turbine; and a working fluid circulation means for circulating the working fluid in the reserve tank through the working chamber formed by the pump and the turbine.
The working fluid circulation means bypasses the fluid pressure working source, a fluid pressure working source that pumps the working fluid in the reserve tank, a working fluid path that communicates the fluid pressure working source and the external chamber, and the fluid pressure working source. Switching means for switching the external chamber to communicate with the reserve tank,
When the engine is idling, the switching means is switched to bypass the fluid pressure operating source so that the external chamber communicates with the reserve tank, and the working fluid in the reserve tank is rotated by the rotation of the pump of the fluid coupling. Is circulated from the working chamber to the reserve tank through the external chamber .
該流体継手は、該ケーシングと該タービンとによって形成される外部室に配設され該ケーシングとの間に外側室を形成するとともに該タービンとの間に内側室を形成するクラッチディスクを有し、該外側室と該内側室との流体圧差によって該ケーシングと該タービンとを係合するロックアップクラッチを備えた請求項1に記載の流体継手装置。The fluid coupling has a clutch disk which is disposed in an outer chamber formed by the casing and the turbine and forms an outer chamber between the casing and an inner chamber between the turbine and The fluid coupling device according to claim 1, further comprising a lock-up clutch that engages the casing and the turbine by a fluid pressure difference between the outer chamber and the inner chamber. 該作動流体循環手段には、該流体圧作動源を該作動室に連通し、かつ、該外部室の該外側室を該リザーブタンクに連通するように切替える接続切替手段が配設されており、該ロックアップクラッチを接とするときは、該接続切替手段を切替えて、作動流体を、該流体圧作動源により順次該作動室、該内側室および該外側室を経て該リザーブタンクに循環させる請求項2に記載の流体継手装置。The working fluid circulation means is provided with connection switching means for switching the fluid pressure source to communicate with the working chamber and to switch the outer chamber of the outer chamber to the reserve tank. When the lockup clutch is brought into contact, the connection switching means is switched, and the working fluid is circulated to the reserve tank through the working chamber, the inner chamber and the outer chamber in order by the fluid pressure operating source. Item 3. The fluid coupling device according to Item 2.
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